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    我科学家在“光电功能配位化合物及其组装”领域取得创新成果

    日期 2005-08-31   来源:   作者:陈荣  【 】   【打印】   【关闭

      本文提要:在国家自然科学基金和科技部973项目的连续资助下,南京大学游效曾院士及其合作者系统地进行了“光电功能配位化合物及其组装”研究。他们以光电功能为导向,抓住光电功能材料体系中电子传递、能量转移等微观机理,结合分子间的识别作用这些功能体系的共性,以配合物为基块,设计、合成和组装了一系列新型光电功能材料,开展了以光学活性、手性分离、金属有机发光固体、分子导体、非线性光学、分子磁性和自旋转换为目标的分子工程研究,取得了一系列重要的研究成果,获得了2004年国家自然科学奖二等奖一项。   在国家自然科学基金和科技部973项目的连续资助下,南京大学游效曾、熊仁根、左景林教授及其合作者长期系统地从事光电功能配位化合物及其组装研究,取得了一系列重要成果,获得2004年国家自然科学奖二等奖一项。   该项研究属于化学中的配位化学,包含d、f轨道的配位化合物兼有传统无机化合物及有机化合物的特性,它的新奇价键本性和花样繁多的空间结构在化学学科基础和应用研究中有重要的地位。   早在上世纪八十年代,游效曾院士率先在我国提出了“光电功能配位化合物”这一研究新领域。通过超分子组装和电荷转移作用原理的统一观点,以具有光、电、热、磁等物理功能在材料和信息等高新技术中有应用前景的体系为导向,重视合成化学、固体物理、材料科学和生物科学等其它学科的相互交叉,开展了系统应用性基础研究。主要研究内容为:(1)从分子工程观点探索分子基块的设计及其有序多维空间组装方式和规律,探讨光学活性和手性分离的规律;(2)控制电荷和能量的定向转移,开展电子给予-接受体系的固体发光,分子导电及非线性光学的研究;(3) 从磁性工程出发剪裁结构基块,调整其相互作用,开展自旋有序的分子磁性和高低自旋转换研究。 主要创新性成果为: 他们组装了配合物为基块的类硅酸盐型开孔沸石及其空间结构多样的三维配位聚合物;利用单一手性的配体为构筑块,组装了第一个光学活性的奎特宁镉类沸石,它能选择性地有效拆分(S)-2-丁醇。该成果被《德国应用化学》选为热点文章,超分子化学家Zaworotko和Janiak分别在专论中高度评价了该成果,指出:“熊仁根等展示了他们获得的手性微孔聚合物可以从消旋2-丁醇中得到几乎百分之百光学活性的产物”。 从配体和金属间电荷转移观点,发现了一些高稳定的金属有机发光固体;从激发态量化计算深入阐明了光解反应的机理。从亲核取代理论上对四方平面顺式铂抗癌药物水解机理作了完整阐明。 基于电子给体和受体作用,发展了新的双金属导电配合物合成方法,获得了新型多核,大环及一维杂化半导体金属;新的低毒、稳定的III-V族半导体金属有机化学气相沉积前体物。应邀在《过渡配位化学进展》一书中撰写专章。 从晶体对称性观点,设计组装了一系列新的∧型和聚合非线性光学和光限制配合物;E. Coronado在《化学评论》中指出:“应用无机有机杂化的观点,游效曾等将具有最大倍频效应的半氰染料和多酸阴离子结合起来,形成了具有二阶非线性光学活性的非中心对称配合物”;发展了一种新的宏观c(2)系数和电荷转移机理的量子化学计算方法。 以磁体晶体工程为主线合成了新型的多核磁性配合物,发现了二维有序铁磁性叠氮铜配合物;筛选出了具有明确晶体结构的热诱导自旋转换铁(II)配合物。研究成果被国际著名磁化学家 Khan、Gütlich和Sato多次引用和好评。S. Brooker在《配位化学评论》一文中对此工作有详细介绍,指出“游效曾及其合作者合成了首例4-氨基三唑外的4位取代的二吡啶三唑铁(II)配合物”。   本项目从1993年至2002年,在《德国应用化学》、《美国化学会杂志》、《无机化学》等国际著名杂志上发表SCI论文93篇,他引919次。   20篇代表性论文中,他引230余次。有关成果被国际著名学者在《化学评论》、《化学研究评述》、《美国化学会杂志》和《德国应用化学》等著名评论性杂志和一流化学杂志所正面引用和评价。应邀在国际会议上作大会和分会报告十余次。出版了专著《分子材料—光电功能化合物》。1995年获“亚洲化学联合会基础研究报告奖”及2002年我国“教育部提名国家科学技术奖自然科学奖”一等奖。



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